قوانین نیوتن. قانون دوم نیوتن. قوانین نیوتن - جمله بندی

مشاهده، فرضیه، آزمایش، نظریه: مطالعه پدیده های طبیعی بر اساس این آزمایش تنها تحت شرایط رعایت تمام مراحل امکان پذیر است. مشاهده شناسایی و مقایسه حقایق، فرضیه این امکان را برای آنها توضیح علمی دقیق به من بدهید، نیاز به تایید تجربی. انجام بدن نظارت بر ترافیک است به یک نتیجه جالب رهبری: تغییر در سرعت از بدن تنها تحت تاثیر یک بدن دیگر امکان پذیر است.

برای مثال، اگر شما را اجرا سریع از پله ها بالا، شما فقط نیاز به نوبه خود برای گرفتن نرده (تغییر جهت) و یا توقف (مقدار تغییر سرعت)، بنابراین به عنوان به اجرا نه به دیوار مقابل.

مشاهدات از پدیده های مشابه است به ایجاد بخش فیزیک منجر شد، دانش آموز سبب می شود بدن خود و یا تغییر نرخ کرنش.

اصول دینامیک

پاسخ به این سوال همیشگی سخنران چرا بدن فیزیکی در هر راه و یا در حال استراحت در حال حرکت، آن طراحی شده است.

حالت استراحت در نظر بگیرید. بر اساس مفهوم نسبیت حرکت، می توان نتیجه گرفت که می تواند بدن کاملا بی حرکت است. هر موضوع، که در رابطه به یک بدن از مرجع ثابت در حال حرکت نسبت به یکدیگر. به عنوان مثال، یک کتاب دروغ گفتن در جدول، نسبت ثابت به جدول است، اما اگر شما موقعیت خود را در رابطه با فرد عبور در نظر بگیرید، پس از آن انجام این نتیجه طبیعی: این کتاب در حال حرکت است.

بنابراین، قوانین حرکت اجسام تحت پوشش در سیستم های مرجع لخت. آن چیست؟

به نام سیستم مرجع لخت، که در آن بدن در حالت استراحت و یا یکنواخت و اجرا دارای مسیر مستقیم حرکت در غیاب قرار گرفتن در معرض افراد و یا اشیاء دیگر.

در مثال بالا، سیستم مرجع در ارتباط با یک جدول ممکن است ساکن نامیده می شود. یک مرد در حرکت یکنواخت در یک خط مستقیم، می تواند به عنوان یک بدن مرجع ISO خدمت می کنند. اگر جنبش خود را شتاب خواهد شد، پس از آن با او شریک می تواند ساکن CO است.

در واقع، چنین سیستمی را می توان با بدن به شدت به سطح زمین ثابت در ارتباط است. با این حال، این سیاره خود را نمی تواند به عنوان بدن از مرجع برای ISO به عنوان یکنواخت چرخش به دور محور خود را خدمت می کنند. سطح بدن که شتاب مرکزگرای.

اینرسی چیست؟

پدیده اینرسی به طور مستقیم به ISO مربوط می شود. به یاد داشته باشید، چه اتفاقی می افتد اگر یک اتومبیل در حال حرکت متوقف می شود به طور ناگهانی؟ مسافران در معرض خطر هستند، به عنوان در حال ادامه حرکت خود را. متوقف کردن آن می توانید در جلو یا ایمنی کمربندهای ایمنی. توضیح روند اینرسی مسافر است. آیا این درست است؟

اینرسی - پدیده نشان می دهد حفظ سرعت ثابت از بدن در غیاب قرار گرفتن در معرض سایر نهادهای. مسافر است زیر صندلی یا صندلی. پدیده اینرسی مشاهده نمی شود.

توضیح نهفته در خواص از بدن، و، به گفته وی، فورا تغییر سرعت یک شی غیر ممکن است. این - اینرسی. به عنوان مثال، اینرسی از جیوه در دماسنج اجازه می دهد تا شما را به حذف نوار اگر ما قدیمی لرزش دماسنج می باشد.

به اندازه نام اینرسی توده بدن. با نشان دادن واکنش تغییر سرعت سریع تر برای بدن با توده کوچکتر است. برخورد ماشین با یک دیوار بتنی برای نهایی اجرا می شود تقریبا بدون هیچ ردی. وسایل نقلیه و اغلب دچار تغییرات غیر قابل برگشت: تغییر سرعت است، تغییر شکل معناداری وجود دارد. این معلوم است که اینرسی از دیوار بتن بسیار بالاتر از اینرسی از ماشین.

آیا ممکن است به طور طبیعی دیدار پدیده اینرسی؟ شرایط که در آن بدن هیچ رابطه ای با دیگر نهادهای است - فضای عمیق، که در آن فضاپیما با موتور خاموش حرکت می کند. اما حتی در این مورد، گشتاور گرانشی موجود است.

ارزش های اساسی

بررسی پویایی خلبانی شامل یک سطح از تجربه با اندازه گیری کمیت های فیزیکی. جالب ترین ها عبارتند از:

• شتاب به عنوان یک اقدام از بدن میزان سرعت در حال تغییر. تعیین شده توسط نامه، اندازه گیری در m / s و ^2؛
• توده به عنوان یک اقدام اینرسی؛ این نشان دهنده این نامه متر، اندازه گیری در کیلوگرم.
• نیروی به عنوان یک اقدام از عمل متقابل از بدن؛ اغلب با حرف F، اندازه گیری شده در N (نیوتن) مشخص شده است.

رابطه این متغیرها در سه قواعد تعیین مشتق بزرگترین فیزیکدان انگلیسی. قوانین نیوتن طراحی شده اند به توضیح پیچیدگی تعامل بین نهادهای مختلف. و همچنین فرآیندهای آنها را کنترل کنید. این "شتاب" از مفهوم "زور"، "وزن" از قوانین نیوتن توسط روابط ریاضی مرتبط است. بیایید سعی کنید به درک معنای آن چیست.

یک پدیده استثنایی - اکشن فقط یک نیرو است. برای مثال، یک ماهواره مصنوعی، در حال چرخش به دور زمین، بر تنها گرانش عمل کرده است.

حاصل

عمل از چندین نیروی می تواند توسط یک نیروی واحد جایگزین شده است.

مجموع هندسی از نیروهای وارد بر بدن، به نام حاصل.

ما در حال صحبت کردن در مورد مبلغ هندسی، از آنجا که نیروی - یک کمیت برداری است، که بستگی دارد نه تنها از نقطه نرم افزار، بلکه در جهت عمل است.

برای مثال، اگر شما نیاز به حرکت کاملا یک کمد لباس عظیم، شما می توانید دوستان خود را دعوت می کنند. تلاش های مشترک برای دستیابی به نتیجه مورد نظر. اما شما می توانید تنها یک، یک مرد بسیار قوی دعوت می کنند. تلاش خود را به عمل همه دوستان برابر است. قهرمان نیروی اعمال شده ممکن است در نتیجه نامیده می شود.

قوانین حرکت نیوتن بر اساس مفهوم "حاصل" فرموله شده است.

قانون اینرسی

شروع به مطالعه قوانین نیوتن با پدیده شایع ترین. قانون اول است که معمولا به نام قانون اینرسی، چرا که این مجموعه علل حرکت یکنواخت و یا بدن وقفه.

بدن حرکت می کند و یکنواخت rectilinearly یا در حالت استراحت آن است که اگر نیروی انجام نشده است و یا عمل جبران شود.

می توان استدلال کرد که حاصل در این مورد صفر است. این وضعیت است، برای مثال، یک وسیله نقلیه در حال حرکت با سرعت ثابت در کشش مستقیم از جاده است. نیروی گرانش است جبران نیروی عکس العمل زمین و نیروی رانش از ماژول به نیروی مقاومت در برابر جنبش برابر است.

لوستر روی سقف استوار است، به عنوان نیروی گرانش است متعادل کننده شده توسط تنش از وسایل آن است.

جبران ممکن است تنها نیروهایی که به بدن همان اعمال شود.

قانون دوم نیوتن

بیا. علل تغییر در سرعت از بدن، با توجه به قانون دوم نیوتن. آنچه او گفته است؟

نیروهای حاصل اقدام در بدن به عنوان محصول از خریداری تحت عمل شتاب وزن بدن تعریف شده است.

2 نیوتن قانون (فرمول: F = MA)، متاسفانه، یک رابطه علت و معلولی بین ایجاد نمی مفاهیم اساسی از حرکت شناسی و دینامیک. او نمی تواند با دقت چه علت شتاب بدن است را مشخص کنید.

اجازه دهید ما راه دیگری تدوین و فرموله: شتاب، به دست آمده بدن است به طور مستقیم به نیروی حاصل متناسب و معکوس با توده بدن متناسب است.

بنابراین، ممکن است برای ایجاد که میزان تغییرات تنها به عنوان یک تابع نیروی اعمال شده به آن، و وزن بدن رخ می دهد.

2 قانون نیوتن، فرمول که ممکن است یک: A = F / متر، یک بردار در نظر گرفته است اساسی، از آن امکان به ایجاد ارتباط بین بخش های فیزیک است. در اینجا، یک - شتاب بردار از بدن، F - نیروی حاصل، جز - جرم بدن است.

جنبش شتاب از ماشین ممکن است اگر رانش موتور بیش از نیروی جنبش مقاومت. با افزایش کشش و شتاب را افزایش می دهد. کامیون ها با موتورهای سنگین مجهز، چرا که جرم آنها بسیار بیشتر از جرم خودروهای سواری.

اتومبیل های مسابقه، ایجاد شده برای مسابقات با سرعت بالا تسهیل به طوری که آنها حداقل قطعات مورد نیاز ثابت و قدرت موتور است تا حد امکان افزایش یافته است. یکی از مهم ترین ویژگی های یک شتاب خودرو ورزش به 100 کیلومتر / ساعت. کوچکتر فاصله، بهتر است از خواص ماشین با سرعت بالا.

این قانون از تعامل

قوانین نیوتن، بر اساس نیروهای طبیعت، می گویند که هر گونه تعامل است که توسط یک زن و شوهر از نیروهای همراه است. اگر توپ توسط یک موضوع حلق آویز، آن است که با داشتن اثر آن است. نخ نیز تحت عمل توپ کشیده شده است.

کامل تدوین قوانین نیوتن در الگوهای سوم. به طور خلاصه آن است که: عمل برابر واکنش. به چه معنی است؟

نیروهای که در هر یک از دیگر تحت تاثیر قرار بدن، در اندازه های یکسان، در جهت مخالف هستند و در امتداد خط پیوستن به مراکز از بدن است. جالب است که جبران آنها نمی توان به نام این دلیل که آنها در بدن متفاوت عمل می کنند.

استفاده از قوانین

مشکل شناخته شده از "اسب و سبد خرید" می تواند بیخ و بن. اسب کشیده کالسکه به گفت، آن شیفت های کاری از نقطه. با توجه به قانون سوم نیوتن، این دو جسم بر یکدیگر اعمال با قدرت پیمانه برابر است، اما در عمل، اسب می تواند یک سبد که پایه الگوی مناسب حرکت می کند.

راه حل خواهد یافت، اگر کسی که این سیستم از بدن بسته نشده است. جاده اثرات آن بر هر دو بدن اعمال. نیروی وارد بر سم اسب اصطکاک استاتیک بیشتر از مقدار از قدرت آلیاژها اصطکاک چرخ های سبد خرید است. پس از همه، زمان حرکت با تلاش برای حرکت به سبد خرید آغاز می شود. اگر شرایط تغییر کند، اسب تحت هیچ شرایطی آن را از نقطه ای حرکت نمی کند. سم او را در جاده ها لغزش، و ترافیک خواهد بود.

در دوران کودکی، آلیاژها یکدیگر در سورتمه حمل کردن، یک نفر می تواند یک مثال روبرو می شوند. هنگامی که با سورتمه حمل کردن نشستن دو یا سه فرزند، از تلاش های یک اندازه کافی به آنها حرکت نمی کند.

سقوط اجسام بر روی سطح زمین، توضیح داده شده توسط ارسطو ( "هر بدن می داند به جای آن") را می توان بر اساس یک از موارد فوق را رد کرد. سوژه به سمت زمین در حال حرکت تحت تاثیر نیروی همان زمین برای او. مقایسه پارامترهای خود (جرم زمین بسیار بیشتر از وزن)، با توجه به قانون دوم نیوتن، ادعا می کنند که برای شتاب جسم به عنوان بسیاری از بار بزرگتر از شتاب زمین است. ما شاهد تغییر در سرعت یک بدن است، زمین می کند را از مدار خارج حرکت نمی کند.

محدودیت های کاربرد

فیزیک مدرن از قوانین نیوتن انکار نمی کند، بلکه فقط مجموعه محدودیت قابلیت کاربرد آنها. قبل از شروع از فیزیک قرن XX شکی نیست که این قوانین تمام پدیده های طبیعی را توضیح دهد بود.

1، 2، 3، قانون نیوتون به طور کامل نشان می دهد دلایل رفتار بدن ماکروسکوپی. حرکت اشیاء با سرعت های کوچک به طور کامل توسط این اصول است.

تلاش برای توضیح اساس حرکت اجسام در سرعت های نزدیک به سرعت نور، محکوم به شکست است. تغییر کامل از خواص از فضا و زمان می کند استفاده از دینامیک نیوتن در این سرعت اجازه نمی دهد. علاوه بر این، قوانین در حال تغییر دیدگاه های خود را در غیر ساکن CO. برای استفاده از آنها به معرفی مفهوم نیروهای اینرسی.

توضیح دهید که حرکت اجرام آسمانی، قوانین برای مکان و اثر متقابل آنها از قوانین نیوتون است. قانون جاذبه برای این منظور معرفی شده است. برای دیدن نتیجه جذب بدن کوچک غیر ممکن است، زیرا قدرت اندک است.

جاذبه های متقابل

افسانه شناخته شده که بر طبق آن آقای نیوتن، که در باغ نشسته بود و است کاهش سیب وجود دارد، بازدید یک ایده درخشان: برای توضیح حرکت اجسام در نزدیکی سطح زمین و جنبش از اجرام آسمانی بر اساس جاذبه متقابل. این خیلی دور از حقیقت نیست. نظارت و محاسبه دقیق نگران نه تنها از سقوط سیب و حتی ماه حرکت می کند. قوانین این جنبش منجر به این نتیجه رسیدند که نیروی جاذبه با بدن جرم و تعامل با با افزایش فاصله بین آنها کاهش می یابد.

با تکیه بر قوانین دوم و سوم قانون گرانش نیوتن، فرموله شده به شرح زیر: تمامی اجساد در جهان یکدیگر را جذب با نیروی کارگردانی در امتداد خط اتصال مراکز بدن، متناسب با جرم اجسام و معکوس با مربع فاصله بین مراکز از بدن متناسب است.

از عبارت ریاضی: F = GMM / R ^2، که در آن F - نیروی جاذبه، M، M - جرم بدن تعامل، R - فاصله بین آنها. عامل تناسب (G = 6.62 × 10 ^-11 نیوتن متر ² / کیلوگرم ²⁾ ثابت گرانش نامیده می شود.

مفهوم فیزیکی: این ثابت به نیروی جاذبه بین دو جسم با جرم 1 کیلوگرم برابر در فاصله 1 متر روشن است که نیروی بنابراین برای بدن توده کوچک است که ممکن است مورد غفلت قرار گرفته ناچیز است است .. سیارات، ستارگان، کهکشان ها، نیروی جاذبه آنقدر بزرگ است که به طور کامل حرکت خود را تعریف می کند.

این قانون نیوتن کشورهای جاذبه است که شما نیاز به پرتاب موشک سوخت است که می تواند یک هواپیمای جت ایجاد محوری برای غلبه بر تاثیر زمین بود. سرعت مورد نیاز برای این - سرعت فرار از 8 کیلومتر / s است.

فن آوری های مدرن اجازه می دهد تا تولید راکت به راه اندازی ایستگاه های بدون سرنشین به عنوان ماهواره های مصنوعی از خورشید به دیگر سیارات به اکتشاف آنها. سرعت، توسعه یافته در چنین دستگاه، - دوم سرعت فضایی تا 11 کیلومتر / ثانیه برابر است.

الگوریتم قوانین

پویایی حل مسئله به یک توالی خاص از اقدامات است:

• برای تجزیه و تحلیل مشکل، شناسایی نوع داده را از حرکت.
• اجرا نقاشی نشان دادن تمام نیروهای وارد بر بدن، و جهت شتاب (در صورت موجود بودن). یک سیستم مختصات را انتخاب کنید.
• ضبط قانون اول یا دوم، بسته به اینکه آیا شتاب بدن را به شکل بردار. در نظر گرفتن همه نیروهای (نیروی حاصل، قوانین نیوتون: نخست، اگر به سرعت از بدن تغییر نمی کند، و دوم، اگر شتاب وجود دارد).
• معادله در بینی در انتخاب محور مختصات بازنویسی شده است.
• اگر منتج از سیستم معادلات کافی نیست، پس از آن رکورد دیگر: تعیین نیروهای سینماتیک معادلات، و غیره ...
• حل دستگاه معادلات برای مقدار ناشناخته است.
• اجرا شده توسط ابعاد برای تعیین صحت فرمول.
• محاسبه.

معمولا این اقدامات کافی برای حل تمام وظایف استاندارد است.